Finite Element Method, Advanced (6 cr)

Objectives (course unit)

The student will get a deep knowledge in the theoretical basis of the finite element method and is widely able to perform FEM-analyses of structures and machine parts under static loading conditions. The student will learn to perform dynamical and nonlinear analyses, can solve eigenvalues and -modes and analyse the stability of the structure by FEM-program. The student will get conception of the handling of compound structures and large models. Student is able to analyse measurements with FEA.

Content (course unit)

The basic equations of the finite element method in elasticity. Interpolation and numerical integration. The finite element method of two- and three-dimensional solid bodies. The finite element method of plates and shells. Solving linear dynamical problem by FEM. Stability analysis. Eigenvalues and -modes. Nonlinear problems. Compound structures. Large FEM-models. Laroratory measurements exersices and result analysis.

Prerequisites (course unit)

Prerequisites: The student knows the principles of statics, dynamics and strength of materials and is familiar with the basics of the theory of elasticity and the theory of plates and shells. The student has previous experience in using a FEM-program.

Exam schedules

Tentti korvataan kotitehtävillä.

Assessment scale

0-5

Teaching methods

Lähiopetus
Oppimistehtävät
Kotitehtävät

Learning materials

Luentomoniste.
Materiaalit Tabulassa
J.N. Reddy: An Introdustion to Finite Element Method
D.V. Hutton: Fundamentals of Finite Element Analysis

Content scheduling

Suoritus koostuu luennoista , oppimistehtävitä ja kotitehtävistä.
Luennot: Yleisen lujuusopin elementtimenetelmän perusyhtälöt. Interpolointi. Numeerinen integrointi. Levy- ja solidirakenteiden elementtimenetelmä.
Harjoitustyöt: Opintojaksoon sisältyy oppimistehtäviä, jotka ovat FEM-ohjelmalla suoritettavia analyyseja. Tehtävät tehdään kahden opiskelijan ryhmissä. Harjoitustöistä laaditaan työselostukset, jotka palautetaan arvioitavaksi sovittuun päivämäärään mennessä. Harjoitustyöt arvioidaan työselostuksien perusteella maksimiyhteispistemäärän ollessa 30 p . Hyväksytty suoritus edellyttää, että opiskelija saa oppimistetävistä vähintään 10 p.
Kotitehtävät: Kotitehtävien maksimipistemäärä on 15 p. Hyväksytty suoritus edellyttää, että opiskelija saa kotitehtävistä vähintään 5 p.

Practical training and working life cooperation

Opiskelijakohtainen

Assessment criteria - satisfactory (1-2) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

Tunnistaa yleisen elementtimenetelmän peruskäsitteet ja suoriutuu annetuista tehtävistä ohjattuna. Hallitsee FEM-ohjelmiston peruskäytön.

Assessment criteria - good (3-4) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

Osaa hyödyntää elementtimenetelmän teoriaa FEM-laskennassa ja suorittaa FEM-ohjelmistolla dynaamisia ja epälineaarisia analyyseja itsenäisesti. Osaa arvioida laskennan tuloksia.

Assessment criteria - excellent (5) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

Ymmärtää yleisen elementtimenetelmän teorian rakenteen. Osaa käyttää FEM-ohjelmistoa luovasti löytäen erilaisia toimintatapoja.